JPH031506A - ソレノイド状コイル - Google Patents
ソレノイド状コイルInfo
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- JPH031506A JPH031506A JP13462489A JP13462489A JPH031506A JP H031506 A JPH031506 A JP H031506A JP 13462489 A JP13462489 A JP 13462489A JP 13462489 A JP13462489 A JP 13462489A JP H031506 A JPH031506 A JP H031506A
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- coil
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- Electromagnets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は高磁場発生用のソレノイド状コイルに関する。
（従来の技術）
３０Ｔ（テ↓二）以上の高磁場発生用のコイルは通常１
０数Ｔの磁場を発生する超伝導コイルと２０Ｔ程度の磁
場を発生する水冷コイルの組合せで構成される。このよ
うにして用いられる水冷コイルの１つにポリヘリックス
コイルと呼ばれるコイルがある。ポリヘリックスコイル
はソレノイド状コイルを同心円状に配列したもので、各
ソレノイド状コイルの電流密度分布を最適化できるとい
う優れた特長を持つ。
０数Ｔの磁場を発生する超伝導コイルと２０Ｔ程度の磁
場を発生する水冷コイルの組合せで構成される。このよ
うにして用いられる水冷コイルの１つにポリヘリックス
コイルと呼ばれるコイルがある。ポリヘリックスコイル
はソレノイド状コイルを同心円状に配列したもので、各
ソレノイド状コイルの電流密度分布を最適化できるとい
う優れた特長を持つ。
従来、このポリヘリックスコイルは、銅バイブから機械
加工等によって切削する方法、あるいは線状導体を巻く
方法によって製作されていた。これらのコイルには ＸＢＸｒ ここで ｊ：電流密度 Ｂ：発生磁場 ｒ：コイル半径 で表わせる電磁力が発生する為、より高磁場を発生させ
る為にはより高強度の材料が必要であると同時にコイル
としての強度が必要である。また、電源及び冷却面から
の制限から導電率の高さも要求される。この為、従来の
コイルでは加工鋼が用いられていた。
加工等によって切削する方法、あるいは線状導体を巻く
方法によって製作されていた。これらのコイルには ＸＢＸｒ ここで ｊ：電流密度 Ｂ：発生磁場 ｒ：コイル半径 で表わせる電磁力が発生する為、より高磁場を発生させ
る為にはより高強度の材料が必要であると同時にコイル
としての強度が必要である。また、電源及び冷却面から
の制限から導電率の高さも要求される。この為、従来の
コイルでは加工鋼が用いられていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、４０Ｔ程度の高磁場を発生させる為には
、従来の加工鋼をはるかにしのぐ材料が要求されている
。現在、これらの要求を満足する特殊銅合金も開発され
つつあるが、今のところ線材、板材は製作できても大型
のインゴットを製作するまでには至っていない。この為
、素材として大型パイプを必要とする機械加工方式では
コイルを製作することができない。
、従来の加工鋼をはるかにしのぐ材料が要求されている
。現在、これらの要求を満足する特殊銅合金も開発され
つつあるが、今のところ線材、板材は製作できても大型
のインゴットを製作するまでには至っていない。この為
、素材として大型パイプを必要とする機械加工方式では
コイルを製作することができない。
一方、巻線方式ではコイルを製作することも可能ではあ
るが、巻線時に発生する導体断面変形の為、コイルとし
ての製作精度が落ちる。その為、導体自身の強度が高く
ても、コイルとしての強度、特に軸方向の座屈強度が低
くなる。また、導体占積率の低下による磁場発生効率の
低下という問題があった。
るが、巻線時に発生する導体断面変形の為、コイルとし
ての製作精度が落ちる。その為、導体自身の強度が高く
ても、コイルとしての強度、特に軸方向の座屈強度が低
くなる。また、導体占積率の低下による磁場発生効率の
低下という問題があった。
第２図にソレノイド状コイルの１例を示す。コイルは電
流の出入口となる集電リング１．導体２゜絶縁材３から
なる。
流の出入口となる集電リング１．導体２゜絶縁材３から
なる。
このソレノイド状コイルを従来の巻線方式で製作した時
の導体の変形の様子を第３図に示す。第３図は、コイル
導体断面の拡大図であるが、図に示す様に巻線方式にて
コイルを製作した場合導体断面はコイル内径側４で厚く
、コイル外径側５で薄く変形する。この為、上下の導体
面が平行でなくなり、コイルとしての軸方向座屈強度が
低下する。導体占積率が低下する等の問題があった。
の導体の変形の様子を第３図に示す。第３図は、コイル
導体断面の拡大図であるが、図に示す様に巻線方式にて
コイルを製作した場合導体断面はコイル内径側４で厚く
、コイル外径側５で薄く変形する。この為、上下の導体
面が平行でなくなり、コイルとしての軸方向座屈強度が
低下する。導体占積率が低下する等の問題があった。
本発明は以上の点に鑑み導体占積率が高く軸方向座屈強
度の高い高磁場発生のソレノイド状コイルを提供するた
めなされたものである。
度の高い高磁場発生のソレノイド状コイルを提供するた
めなされたものである。
（課題を解決する為の手段）
上記目的を達成する為、本発明においては、まず、高強
度導体をソレノイド状に巻線し、機械加工にてターン間
が平行となるよう加工する。その後、ターン間に絶縁を
施し、さらに内外径側面を加工するという手段を用い高
精度のコイルを製作する。
度導体をソレノイド状に巻線し、機械加工にてターン間
が平行となるよう加工する。その後、ターン間に絶縁を
施し、さらに内外径側面を加工するという手段を用い高
精度のコイルを製作する。
（作用）
このように巻線後、ターン間に加工を施すことにより、
コイルの軸方向の座屈強度は格段に上昇し、また導体占
積率も向上できる。
コイルの軸方向の座屈強度は格段に上昇し、また導体占
積率も向上できる。
（実施例）
本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
第１図（ａ）は本発明における導体巻線の１例を示す。
螺旋状に溝加工された巻治具６の上にアルミナ分散化鋼
やニオブ銅からなる高強度導体７を巻きつける。その後
第１図（ｂ）に示すように巻治具６の一部と共に高強度
導体のターン間の面７を機械加工し、ターン間が平行か
つ、ターン厚さが設計寸法となるようターン間機械加工
面８を形成する。
やニオブ銅からなる高強度導体７を巻きつける。その後
第１図（ｂ）に示すように巻治具６の一部と共に高強度
導体のターン間の面７を機械加工し、ターン間が平行か
つ、ターン厚さが設計寸法となるようターン間機械加工
面８を形成する。
このようにして製作した螺旋状コイルの両端に集電リン
グ１を冶金的方法で接合したのち、ターン間に絶縁材６
を施し、第１図（Ｑ）に示すようなコイルを製作する。
グ１を冶金的方法で接合したのち、ターン間に絶縁材６
を施し、第１図（Ｑ）に示すようなコイルを製作する。
さらにこのコイルの内径面。
外径面を設計寸法に機械加工し、第１図（ｄ）に示すよ
うなソレノイド状コイルを製作する。
うなソレノイド状コイルを製作する。
絶縁材３としてはプリプレグのガラスポリイミド積層板
を用い、これを１ケ所カツトを入れた円環状にして挿入
し、加熱硬化する。
を用い、これを１ケ所カツトを入れた円環状にして挿入
し、加熱硬化する。
このように巻線による導体断面変形も機械加工により、
設計寸法通りの矩形断面に整形できる。
設計寸法通りの矩形断面に整形できる。
従って大型インゴットの製作できないような特殊銅合金
においても線材を用いることにより、精度の良い高強度
のコイルを製作できる。
においても線材を用いることにより、精度の良い高強度
のコイルを製作できる。
（他の実施例）
上記実施例ではターン間を機械加工したが放電加工（ワ
イヤカット）を用いても同様な効果が得られる。また、
コイルの巻治具は必ずしも螺旋の溝加工したものを用い
る必要はない。
イヤカット）を用いても同様な効果が得られる。また、
コイルの巻治具は必ずしも螺旋の溝加工したものを用い
る必要はない。
以上述べたように本発明によれば、大型インゴットを製
作できないような高強度特殊合金からでも線材を巻線し
、さらに加工を加えることによって設計通りの精度の良
いコイルを製作できる。
作できないような高強度特殊合金からでも線材を巻線し
、さらに加工を加えることによって設計通りの精度の良
いコイルを製作できる。
このようにして製作されたコイルはコイルとしての強度
、とくに軸方向の座屈強度の強いコイルになる。また、
導体断面変形がないので、絶縁厚さを薄くでき、導体占
積率の高い、ひいては磁場発生効率の良いコイルを構成
できる。以上の効果より、より高磁場を発生できるコイ
ルを提供できる。
、とくに軸方向の座屈強度の強いコイルになる。また、
導体断面変形がないので、絶縁厚さを薄くでき、導体占
積率の高い、ひいては磁場発生効率の良いコイルを構成
できる。以上の効果より、より高磁場を発生できるコイ
ルを提供できる。
第１図（ａ）は本発明の１実施例のコイルの巻線時の断
面図、第１図（ｂ）は上記実施例のコイルにおけるター
ン間加工の断面図、第１図（ｃ）は上記実施例のコイル
におけるターン間絶縁後の断面図、第１図（ｄ）は上記
実施例のコイルの完成品の断面図、第２図は従来のソレ
ノイド状コイルの断面図、第３図は第２図のコイルの導
体部所面図である。 １・・・集電リング ２・・・導体３・・・絶縁材
４・・・コイル内径側５・・・コイル外径側
６・・・巻治具７・・・高強度導体 ８・・・タ
ーン間機械加工面９・・・内径側機械加工面 １０・・・外径側機械加工面 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第 図
面図、第１図（ｂ）は上記実施例のコイルにおけるター
ン間加工の断面図、第１図（ｃ）は上記実施例のコイル
におけるターン間絶縁後の断面図、第１図（ｄ）は上記
実施例のコイルの完成品の断面図、第２図は従来のソレ
ノイド状コイルの断面図、第３図は第２図のコイルの導
体部所面図である。 １・・・集電リング ２・・・導体３・・・絶縁材
４・・・コイル内径側５・・・コイル外径側
６・・・巻治具７・・・高強度導体 ８・・・タ
ーン間機械加工面９・・・内径側機械加工面 １０・・・外径側機械加工面 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第 図
Claims (1)
- 線材形状導体をソレノイド状に巻回後、ターン間の側
面を平行に加工する事により製作したソレノイド状コイ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13462489A JPH031506A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | ソレノイド状コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13462489A JPH031506A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | ソレノイド状コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031506A true JPH031506A (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=15132729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13462489A Pending JPH031506A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | ソレノイド状コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH031506A (ja) |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP13462489A patent/JPH031506A/ja active Pending
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